Modelado hidráulico con HEC-RAS

En la actualidad, el cambio meteorológicos hace que se desarrollen fenómenos naturales con unas dimensiones mucho mayores a las que habitualmente tienen, lo que da lugar a grandes desastres naturales para os eno estamos preparados. El objetivo hoy en día, es la predicción dichos fenómenos y sus consecuencias, de forma que podamos estar preparados.

Unas de estos desastres lo constituyen las inundaciones y el consecuente aumento de la cota de la lámina de agua sobrevenido por el deshielo de los círculos polares.

El programa HEC-RAS, constituye un programa de modelado hidráulico en el que mediante las características del terreno, la topografía, las condiciones del flujo,….se obtiene la cota de la lámina de agua así como la superficie de inundación. Cota que posteriormente, al trasladar a la topografía, nos indica hasta dónde llega el nivel de agua en las diferentes situaciones y supuestos que deseemos y de esta forma crear los mapas de riesgo y plantear las posibles actuaciones en caso de que se produzcan las citadas inundaciones.

Este programa (desarrollado por el  Hydrologic Engineering Center del US Army Corps of Engineers), constituye una referencia dentro de los programas de simulación de ríos.

Se trata de un software gratuito, en constante actualización y mejora como pone de manifiesto la reciente publicación de versión 5.0, permitiendo el estudio bidimensional de ríos (hasta ahora, las diferentes versiones anteriores sólo permitían el estudio unidimensional ).

Existen diversas versiones complementarias de este programa que facilitan la interpretación de los resultados y el empleo de los mismos en los estudios de inundabilidad : HEC-HMS y HEC-GeoRAS que permiten intercambiar resultados con el programa ArcGIS.

El programa HEC-RAS nos permite realizar una :

 Modelización de flujo en régimen permanente

•  Modelización de flujo en régimen no permanente
• Modelización del trasporte de sedimentos
• Análisis de calidad de aguas

En principio unidimensional, pero a partir de la versión HEC-RAS 5.0, se realiza de forma bidimensional.

Las dos primeras nos ayudan al estudio de la cota de la lámina de agua y de la llanura de inundación, mientras que los dos segundos referencia al estudio de la colmatación de sedimentos en las pilas de puentes, compuerta, puntos de desagüe de presas, escalas para peces… así como para el estudio de la variación de la concentración de cualquier producto que se vierta en el río (aguas residuales, contaminantes,….)

Los resultados obtenidos se representan mediante gráficos (2D y 3D) así como tablas. Estos resultados estarán relacionados con las cotas empleadas para el desarrollo del cálculo hidráulico

HEC-GeoRAS

El programa HEC-geoRAS es una extensión para ArcGIS desarrollada conjuntamente por el Hydrologic Engineering Center del United Army Corps of Engineering y el Environmental System Research Institute (ESRI). Este programa también es de descarga gratuita

Este programa se basa en georreferenciar los datos, como su propio nombre indica, de forma que se puedan importar a HEC–RAS una vez preparados(obteniendo un modelo digital del terreno (MDT) del sistema fluvial en formato ArcInfo TIN). Este archivo nos permite incluir el cauce del río, las secciones transversales, las líneas de flujo,…. Una vez realizado el cálculo con los datos importados, los resultados obtenidos podrán exportar a ArcGis, de forma que los resultados de de calado, velocidad, extensión,… también estarán georrereciados obtenieno los mapas de inundación y riesgo.

Mediante Este programa, se pueden realizar los mismos análisis y estudios que con HEC-RAS.

HEC-HMS

Este programa está diseñado para simular los procesos hidrológicos de una cuencas. El software incluye muchos procedimientos tradicionales de análisis hidrológico , tales como la infiltración caso , hidrogramas unitarios , y el enrutamiento hidrológico. HEC-HMS también incluye procedimientos necesarios para la simulación continua incluyendo la evapotranspiración, la fusión de la nieve , y la contabilidad de la humedad del suelo . También se lleva a cabo la simulación de la escorrentía junto con el transporte de sedimentos, la erosión y la calidad del agua.

Autor: Lourdes Fernández Cacho, profesora del Máster en Diseño, Construcción y Explotación de Obras Hidráulicas